Два природных соединения, показавших свою эффективность в уничтожении устойчивых к антибиотикам бактерий в сточных водах, восполнили пробелы в эффективности традиционных антибиотиков. Это открытие может указать на естественный способ борьбы с этими всё более непобедимыми микробами.
Хотя основное внимание в борьбе с устойчивыми к антибиотикам бактериями уделяется борьбе с ними в нашем организме, где они могут вызывать всё: от туберкулёза до инфекций мочевыводящих путей, ещё одним проблемным местом обитания так называемых супербактерий являются сточные воды. Поскольку антибиотики выделяются людьми и животными, принимающими их для лечения или профилактики инфекций, они регулярно попадают в сточные воды. Попав туда, бактерии, присутствующие в воде, могут развить устойчивость к действию препаратов, превращаясь в организмы, против которых бессильны даже самые сильные антибиотики.
В поисках решения проблемы всплеска супербактерий в сточных водах американские и китайские учёные под руководством Университета штата Юта (USU) обратили внимание на природные соединения. Поскольку очищенные сточные воды могут снова попадать в грунтовые воды, использование природных растворов для борьбы с микробами может помочь предотвратить попадание потенциально опасных химических веществ в окружающую среду.
В общей сложности они протестировали 11 природных соединений и обнаружили два наиболее эффективных средства борьбы с вредителями: эмодин из ревеня и куркумин из куркумы.
«Мы выбрали группу соединений, полученных преимущественно из растений, таких как куркумин из куркумы, кверцетин из лука и яблок и эмодин из ревеня», — рассказала старший автор исследования Лиюань «Джоанна» Хоу из Университета штата Калифорния. «Эти соединения были выбраны на основе их антимикробных и противобиоплёночных свойств, выявленных в предыдущих исследованиях, а также их распространенности в природе, что делает их перспективными кандидатами для изучения новых, экологически безопасных подходов к снижению резистентности».
В частности, они обнаружили, что как эмодин, так и куркумин способны подавлять образование биоплёнок — колоний бактерий, которые объединяются для защиты и уничтожить которые гораздо сложнее, чем отдельных насекомых. Они также обнаружили, что куркумин в сочетании с высокой дозой эмодина способен снижать клеточную активность насекомых.
Придя к своим выводам, исследователи выделили девять различных штаммов бактерий, которые, как было показано, устойчивы к антибиотику сульфаметоксазолу . Эти штаммы включали виды Microbacterium , Chryseobacterium , Lactococcus lactis и Psychrobacter . Сами по себе эти виды обычно не опасны для человека, однако они могут вызывать оппортунистические инфекции у людей с ослабленным иммунитетом. Кроме того, если им позволить размножаться в сточных водах, они потенциально могут передать свои гены устойчивости к антибиотикам другим, более опасным видам.
Из фруктов и грибов
Затем группа проверила воздействие на насекомых соединений, взятых из ряда природных источников: берберина, обнаруженного в желтокорне и барбарисе; хлорфлавонина, обнаруженного в грибке Aspergillus candidus ; хризина, обнаруженного в меде; куркумина из куркумы; эмодина из ревеня, гесперидина, нарингина и рутина, обнаруженных в цитрусовых; кверцетина, обнаруженного в ряде фруктов и овощей; ресвератрола, обнаруженного в винограде; и 2'-гидроксифлавона, обнаруженного во многих фруктах, овощах и травах.
Хотя эффективность продемонстрировали только соединения на основе ревеня и куркумы, исследователи отмечают, что они действовали только против грамположительных бактерий. Более устойчивые штаммы грамотрицательных бактерий, такие как кишечная палочка и сальмонелла , не поддавались ни одному из натуральных методов лечения.
«Хотя природные соединения, такие как куркумин и эмодин, демонстрируют многообещающие результаты в подавлении грамположительных бактерий с множественной лекарственной устойчивостью, необходимы дальнейшие исследования», — сказал Хоу. «Дальнейшая работа должна включать тестирование этих соединений в сложных матрицах сточных вод, изучение синергетического эффекта с существующими процессами очистки и оценку долгосрочного воздействия на микробные сообщества и динамику резистентности. Кроме того, масштабирование от лабораторных исследований до пилотных испытаний будет иметь решающее значение для оценки осуществимости и экологической безопасности».
Исследование опубликовано в журнале Frontiers in Microbiology .
